CN104214232A - 滚动元件中间轴组件 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及滚动元件中间轴组件。一方面，提供了一种滚动元件中间轴组件。该组件包括实心轴，其具有第一端部和第二端部；管形轴，其构造为容纳轴的第一端部。该管形轴具有内壁，其中形成有轴向延伸的槽，该轴向延伸的槽具有内表面。该组件进一步包括耐磨板，其具有底表面并限定轴向延伸的通道，该耐磨板容纳在管形轴的轴向延伸槽内；以及至少一个滚珠轴承，布置在耐磨板和实心轴之间的耐磨板通道内。

Description

滚动元件中间轴组件
相关申请的交叉引用
本专利申请要求享有于2013年5月21日申请的美国临时专利申请系列号61/825884的优先权，作为整体参考合并在此。
技术领域
本公开总体涉及车辆的轴连接以及，更具体的，涉及中间轴组件。
背景技术
中间轴(I轴)设计为将转矩从转向柱传递给转向齿轮的部件。它们也可以允许轴向移动同时保持这种传递转矩的能力。一些已知的I轴通过间隙控制和摩擦控制扭转速率以及轴向滑动力，并且这些I轴通常被称为摩擦滑动器I轴。
一些已知的摩擦滑动器I轴由在金属管内滑动的带有塑料基涂层的金属实心轴组成。许多这种摩擦滑动器必须保持极度紧密的容差。由此，由于这些部件的横截面因应用而变化，所以布置在金属实心轴上的基于塑料的涂层必须定制以适应它将布置于其中的特定的管。如此，这个过程在大生产规模上是难以使用且维持的。因此，需要提供一种I轴，具有可变的容差，从而可以用于各种尺寸的I轴部件。
发明内容
一方面，提供了一种用于滚动元件中间轴组件的弹性耐磨板，中间轴组件具有管形轴，在该管形轴的内表面形成有轴向延伸槽。该耐磨板包括主体，主体具有第一端部和第二端部。该主体限定了轴向延伸通道，其构造为容纳多个滚珠轴承，并且该主体构造为定向在管形轴的轴向延伸槽内。
另一方面，提供了一种滚动元件中间轴组件。该组件包括实心轴，实心轴具有第一端部和第二端部；管形轴，其构造为容纳轴的第一端部。该管形轴具有内壁，其中形成有轴向延伸的槽，该轴向延伸的槽具有内表面。该组件进一步包括耐磨板，具有底表面并限定轴向延伸的通道，该耐磨板容纳在管形轴的轴向延伸槽内；以及至少一个滚珠轴承，被布置在耐磨板通道内并在耐磨板和实心轴之间。
又一个方面，提供了一种组装滚动元件中间轴组件的方法。该方法包括：提供实心轴，其具有第一端部和第二端部；提供管形轴，其具有内壁，在该内壁中形成有轴向延伸槽，该轴向延伸槽具有内表面；提供耐磨板，其具有底表面并限定轴向延伸通道。该方法进一步包括将所述耐磨板定向在管形轴轴向延伸槽内；将实心轴插入到管形轴内；将至少一个滚珠轴承插入到耐磨板和实心轴之间的耐磨板通道内。
通过下述结合附图的描述，这些和其他优势以及特征将变得更加明显。
附图说明
在说明书的结论部分的权利要求书特别指明并具体要求保护了视为本发明的主题。从下述结合附图的详细描述中，本发明的前述以及其他特征、优势将变得明显，其中：
图1是根据本发明的滚动元件I轴组件的分解图；
图2是图1示出的I轴组件的示例性实心轴的透视图；
图3是图1示出的I轴组件的示例性耐磨板的透视图；
图4是图1示出的I轴组件的示例性管形轴的透视图；
图5是图1示出的I轴组件的沿着线5-5的组装后的部分剖视图；
图6是图5示出的I轴组件的沿着线6-6截面图；以及
图7是图6示出的I轴组件的沿着截面7的部分放大图。
具体实施方式
现在参见附图，附图中参考具体实施方式描述本发明，但不被限制于此，图1示出了示例性滚动元件中间轴(I轴)组件10，主要包括轭叉12、实心轴14、滚动组件16以及管形轴18。滚动组件16包括盖20、滚动轴承22以及耐磨板24。在示例性实施例中，I轴组件10构造为用于车辆转向轴组件(未示出)中。然而，在此描述的轴组件10可以用在任何其他合适的系统中。
图2示出了实心轴14，主要包括实心主体26，该主体具有第一端部28和第二端部30。第一端部28构造为插入轭叉12的孔32(参见图1)内以便于在它们之间的连接，并且第二端部30构造为插入管形轴18内。实心主体26包括槽34，槽沿着实心轴14的长度轴向延伸。
图3示出了耐磨板24，主要包括主体36，具有第一端部38和第二端部40。第一端部38包括臂42，臂构造为便于将耐磨板24保持在管形轴18内的合适位置上(即，臂42钩在管形轴18上)，并且第二端部40包括突片44，突片构造为如果实心轴14延伸朝过耐磨板24，便于防止滚珠轴承22从槽34滚出。耐磨板主体36限定轴向延伸轨道或通道46，其构造为容纳滚珠轴承22，本文对此更加详细描述。耐磨板第一端部38构造为插入盖20中，并且耐磨板第二端部40构造为插入管形轴18内。耐磨板24是能够在空心轴槽54内响应于从滚珠轴承22指向的横向力而弹性变形的材料。
图4示出了管形轴18，主要包括管形主体48，管形主体具有开口端部50和轭叉端部52。开口端部50构造为容纳滚珠组件16和实心轴第二端部30，并且轭叉端部52构造为连接至转向柱组件。管形主体48包括内壁53，内壁具有形成在其内的轴向延伸槽54。槽54构造为至少部分地在其内容纳耐磨板24，本文对此更加详细地描述。管形主体48也包括一个或多个狭缝56，狭缝构造为将盖20保持在管形轴开口端部50上。然而，盖20可以任何适合的方式连接至管形轴18。
参见图5-7，I轴组件10的组装包括提供轭叉12、实心轴14、滚动组件16以及管形轴18。耐磨板24插入管形轴开口端部50中，并且每一个耐磨板都定向在管形轴槽54之一内，从而耐磨板24的底表面58面向槽54的内表面60(参见图6和7)。如图7所示，耐磨板24和/或槽54形成为使得底表面58相对于内表面60以横向于轴向延伸槽54的角度“α”定向。在示例性实施方式中，角度“α”小于或等于10°。然而，角度“α”可以是任何合适的角度，使得I轴组件10能如这里描述的工作。在表面58、60之间由于角度“α”引起的偏移促成了耐磨板24和管形轴18之间的柔性或弹性界面，这防止或消除了对I轴组件10的部件14、16、18之间精确匹配成对以及紧密容差的要求。如此，偏移便利了平移移动同时最小化了耐磨板的疲劳并防止了当转矩施加到组件10上时耐磨板24的移动。此外，如在此描述的，用于制造耐磨板24的材料类型以及该材料的厚度可以变化，以提供耐磨板24所需的弹性或柔度。
实心轴第二端部30插入管形轴开口端部50内，并定向为使得槽34大致与耐磨板通道46对齐。如图6所示，槽34、耐磨板24以及槽54定位为相对于彼此成大概180°。然而，槽34、耐磨板24以及槽54相对于彼此以任何合适的角度定位，使得组件10能够如在此所述的工作。此外，组件10可包括任何数目组的槽34、耐磨板24以及槽54。例如，组件10可以包括三组或四组槽34、耐磨板24以及槽54。
在示例性组件中，滚珠轴承22接下来插入形成在槽34和通道46之间的空间或轨道中。在插入滚珠轴承22的过程中，由于耐磨板底表面58和管形轴槽内表面60的偏移定向，耐磨板24可以变形以占据组件10的公差，正如上文所述的。盖20被插在实心轴14上并连接至管形轴开口端部50(参见图5)，其便利了将滚珠轴承22固定在耐磨板通道46内，并防止了外部物体或污染物进入管形轴18内且阻碍滚珠组件16的操作。轭叉12接着可以任何适合的方式(例如，压装、焊接等)连接至实心轴第一端部28。
在此描述了用于滚动元件I轴组件的系统和方法，该组件包括管形轴、实心轴、耐磨板以及滚珠轴承。槽形成在实心轴外表面和管形轴内表面内。耐磨板包括通道，并被定向在管形轴槽内并紧邻实心轴槽，从而限定在它们之间的轨道以容纳滚珠轴承。这允许了随着滚珠轴承沿轨道轴向向下移动时轴之间的平移移动。通过在所述的部件之间提供由耐磨板和管形轴之间的偏移角度产生的柔性界面，该耐磨板也允许了沿着实心轴和管形轴的变化。因此，提供了一种稳健的I轴组件，便于平移移动，不需要高标准容差，并保持了高的扭转强度、耐久性以及刚度。
尽管本申请仅结合有限数目的实施方式详细描述了本发明，容易理解的是本发明不被限制于所公开的实施例。相反，本发明可以修改为包括任何数目的变形、改变、更换或等同布置，这些在本文中未被描述但是与本发明的精神和范围相称。此外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，可以理解的是本发明的方面可以仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应视为被前述描述所限制。

Claims (15)

1.一种滚动元件中间轴组件，其包括：
实心轴，具有第一端部和第二端部；
管形轴，构造为容纳轴的第一端部，该管形轴具有内壁，内壁中形成有轴向延伸的槽，该轴向延伸的槽具有内表面；
耐磨板，具有底表面并限定轴向延伸的通道，该耐磨板容纳在管形轴的轴向延伸的槽内；以及
至少一个滚珠轴承，布置在耐磨板和实心轴之间的耐磨板通道内。
2.如权利要求1所述的组件，其进一步包括：
第二轴向延伸槽，形成在所述管形轴的内壁中；以及
第二耐磨板，容纳在管形轴的第二轴向延伸槽内，其中，至少一个滚珠轴承布置在第二耐磨板和实心轴之间的第二耐磨板通道内。
3.如权利要求2所述的组件，其中，所述轴向延伸的槽和第二轴向延伸槽被定向成彼此分开约180°。
4.如权利要求3所述的组件，其中，所述耐磨板和第二耐磨板被定向成彼此分开约180°。
5.如权利要求1所述的组件，其中，在耐磨板底表面和管形轴槽内表面之间限定偏移角度。
6.如权利要求5所述的组件，其中，所述偏移角度是横向于所述轴向延伸槽的约在0°至10°之间的角度。
7.如权利要求1所述的组件，其中，实心轴包括外表面，外表面具有形成在其中的轴向延伸槽，其中，所述至少一个滚珠轴承布置在耐磨板通道和实心轴轴向延伸槽内。
8.如权利要求7所述的组件，其中，实心轴包括形成在其中的第二轴向延伸槽。
9.如权利要求8所述的组件，其中，所述实心轴轴向延伸槽和实心轴第二轴向延伸槽被定向成彼此分开约180°。
10.如权利要求1所述的组件，其进一步包括保持盖，保持盖与管形轴连接以便于所述至少一个滚珠轴承保持在管形轴内。
11.如权利要求1所述的组件，其进一步包括轭叉，其与实心轴第二端部连接，其中所述管形轴进一步包括轭叉端部。
12.一种组装滚动元件中间轴组件的方法，该方法包括：
提供实心轴，其具有第一端部和第二端部；
提供管形轴，其具有内壁，在该内壁中形成有轴向延伸槽，该轴向延伸槽具有内表面；
提供耐磨板，其具有底表面并限定轴向延伸通道；
将所述耐磨板定向在管形轴轴向延伸槽内；
将实心轴插入到管形轴内；
将至少一个滚珠轴承插入到耐磨板和实心轴之间的耐磨板通道内。
13.如权利要求12所述的方法，其进一步包括在耐磨板上提供成角度的底表面，从而成角度的底表面在耐磨板底表面和管形轴槽内表面之间限定偏移角度，其中该偏移角度横向于所述轴向延伸槽成大约0°至10°之间的角度。
14.如权利要求12所述的方法，其进一步包括：
在管形轴上提供第二轴向延伸槽；
提供第二耐磨板；
将第二耐磨板定向在第二轴向延伸槽内；以及
将至少一个滚珠轴承插入到第二耐磨板和实心轴之间的第二耐磨板通道内。
15.如权利要求12所述的方法，其中，提供实心轴的步骤包括提供实心轴，其具有第一端部、第二端部以及外表面，该外表面具有形成在其内的轴向延伸槽，
以及，其中插入至少一个滚珠轴承的步骤包括将至少一个滚珠轴承插入在耐磨板通道和实心轴轴向延伸槽内。
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